祁漢仁
(威海市都城混凝土有限公司,山東 威海 264200)
從現(xiàn)在開始,我國北方都已經(jīng)進入了冬季施工。由于施工條件及環(huán)境不利,冬季是工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié),尤以混凝土工程居多。
冬季施工往往趕工期,而冬施也具有投入高、收益低、風險大特點。大多數(shù)質(zhì)量缺陷都要等到拆除模板后才能發(fā)現(xiàn),而這時候往往已經(jīng)是兩三個月后的事情了,處理起來難度極大,也面臨修補、拆除的風險。很多關(guān)鍵細節(jié)若能注意,風險便能降到最低,質(zhì)量得到最大保障。
對于冬季施工,很多從業(yè)人員都有很多誤區(qū),這里著重與大家探討下。
某重點工程,進行墩柱施工,恰逢天氣寒冷進入了冬施,非常認真地進行了冬施準備。配合比進行了調(diào)整,加大了水泥用量,加入了早強劑和抗凍劑,同時又搭了暖棚,24 小時加熱保障溫度在 15~25℃,可以說能考慮的都考慮了。結(jié)果等到春天一拆模,讓大家大吃一驚,裂得一塌糊涂,不得不又進行處理,大家感覺很不可思議,這么重視怎么還會裂?原因就在于對冬季施工技術(shù)措施的錯誤理解。因為冬季環(huán)境溫度低,不好采取保溫措施,因而需要在配合比上做很多工作,但既然能創(chuàng)造 15~25℃,便不屬于冬施環(huán)境,完全不用調(diào)整配比!多加了水泥,加了早強劑抗凍劑,水化速度加快,收縮加劇,開裂在所難免?。▓D 1)
圖1 墩臺開裂
防凍劑在北方冬季常用,但防凍劑本身并非使混凝土不怕凍或是說凍不壞,而是使混凝土到達臨界強度后再凍就無大礙了!否則一樣凍壞!知道這一點很重要!防凍劑一般是無機鹽或有機產(chǎn)品,可以降低水溶液的冰點,這樣保障即便一點負溫,也有液相存在,以使水泥水化作用繼續(xù)進行,產(chǎn)生強度的增長,消耗一部分水分,不會凍脹。
使用防凍劑,另一個作用是使冰晶晶格產(chǎn)生畸變,不會產(chǎn)生過大的膨脹應力,溫度太低也一樣會凍的,這就有了臨界強度要求,在此強度之上,膨脹應力不會使混凝土凍壞,盡快達到臨界強度是問題的關(guān)鍵,保溫是必須的。
進入冬季,混凝土強度增長緩慢,但不少技術(shù)人員還是認定 28d 強度,包括同條件試塊,包括回彈強度還是如此。這個認識是錯誤的,很多監(jiān)理人員、質(zhì)監(jiān)人員也常犯著這低級錯誤,強度考核要以相當于標準養(yǎng)護28d 為準。
當某一種混凝土的原材料、組成比例為已知時,其強度的增長主要由溫度與時間決定。二者的乘積稱為成熟度(度時積)。一定配合比的混凝土,不管溫度與時間如何組成,只要成熟度相等,其強度大致相同,因此,對于一種已知的混凝土而言,可以根據(jù)它的養(yǎng)護歷程——養(yǎng)護溫度與硬化時間來估算混凝土已達到的強度?!痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》指出:等效養(yǎng)護齡期可取按日平均溫度逐日累計達到 600℃·d 時所對應的齡期,0℃ 及以下的齡期不計入;等效養(yǎng)護齡期不應小于 14d,也不宜大于 60d,也就是說,成熟度概念是被國家標準認可的。
冬季施工時,混凝土的攪拌時間要求要比正常季節(jié)延長 50%,這是因為以下幾個因素:一個是,隨著溫度的降低,外加劑的分散效率在降低,因為分子熱運動減緩,必須通過強制攪拌進行外加劑的分散,才能發(fā)揮外加劑的效率。另外,冬季砂石中難免有凍塊出現(xiàn),不經(jīng)過延長攪拌很難化開,往往出機混凝土狀態(tài)很好,但到了現(xiàn)場就出現(xiàn)離析泌水分層,混凝土狀態(tài)很差。還有一點就是,砂石溫度很低的時候,容易在石子表面形成冰殼(圖 2),降低混凝土強度和耐久性,也必須通過延長攪拌時間才能完成砂石與砂漿的熱交換,把負溫的砂石加熱到正溫,避免冰殼的出現(xiàn)。
冬季施工,為保障混凝土出機溫度,往往要對原材進行加熱,因為水的熱容量比砂石大四倍,一般不預熱砂石,而是加熱水,水溫最高別超過 80℃。投料順序一般為水、外加劑、砂石;事先預熱,并避免與水泥直接接觸。然后再投入水泥、粉煤灰等粉料。
圖2 石料中的凍塊
曾經(jīng)一個攪拌站,夏季施工倒沒問題,冬季卻總是坍損很大,出機就損失了,后來查找問題,發(fā)現(xiàn)根源在沒有充分攪拌水和砂石,水溫還沒有完全降下來,就投了水泥和摻合料,高溫下的水泥迅速促凝,使混凝土失去了流動性。
這一點與前面相似,鋼筋在環(huán)境溫度很低的時候,也要進行保溫加熱處理,否則在鋼筋表面會形成冰殼,不僅影響鋼筋與混凝土的握裹力,同時在地下工程還會造成滲水通道,這一點是必須要注意的,至于采取鋼筋保溫加熱的方式,還要根據(jù)現(xiàn)場實際來選?。▓D 3)。
圖3 綁扎鋼筋保溫
冬季施工時質(zhì)量問題的高發(fā)時段,要系統(tǒng)地把控冬季施工,從材料、配比、生產(chǎn)到后期,每一個環(huán)節(jié)都要嚴格管理,特別要理解其中的一些技術(shù)要點,只有充分認識到這些關(guān)鍵點,才能有意識地去避免預防質(zhì)量問題的發(fā)生!